JPH07283945A - 画像2値化処理装置 - Google Patents

画像2値化処理装置

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JPH07283945A
JPH07283945A JP6093867A JP9386794A JPH07283945A JP H07283945 A JPH07283945 A JP H07283945A JP 6093867 A JP6093867 A JP 6093867A JP 9386794 A JP9386794 A JP 9386794A JP H07283945 A JPH07283945 A JP H07283945A
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JP
Japan
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data
pixel
interest
circuit
binarization
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Withdrawn
Application number
JP6093867A
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English (en)
Inventor
Yasuo Arisawa
靖夫 有沢
Hideyuki Kobayashi
秀幸 小林
Atsushi Kobashi
厚志 小橋
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 着目画素の位置によって除算係数を変えるこ
となく、画像の有効範囲内の全ての画像データの2値化
処理を行えるようにした画像2値化処理装置を提供す
る。 【構成】 被写体のAEデータを抽出するためのセンサ
1と、被写体の画像データを抽出するためのセンサ2
と、センサ1から得られた画像データを記憶するための
メモリ4と、メモリ4から着目画素データを抽出するた
めの回路5と、着目画素以外の画素データを抽出するた
めの回路6と、欠落画素データをAEデータで補間する
ための回路7と、着目画素以外の2値化判定のための範
囲内における画素データの演算回路8と、遅延時間補償
のための回路9と、着目画素データと演算回路8の演算
結果から着目画素に関する2値化データを出力する演算
回路10とで、画像2値化処理装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ファクシミリ、複写
機等に利用される、センサから得られる画像データの2
値化処理を行うための画像2値化処理装置に関し、特に
平均値制限法による画像2値化処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、センサより得られる画像データ
を2値化する手法としては、自然画処理を目的とした擬
似中間調処理と、文字等の単色画像処理を目的とした単
純2値化処理とがあり、代表的な手法として、前者には
ディザ法、誤差拡散法、後者には平均値制限法(新版画
像ハンドブック、コロナ社発行、第45〜46頁参照)
等がある。
【0003】上記2値化手法の内の後者の単純2値化処
理は、センサから得られる画像データを、ある輝度レベ
ルと比較して、その大小により“0”又は“1”と判定
する処理である。例えば、紙面に書かれた文字情報は、
図9に示すようにセンサより出力される。この文字情報
における画像情報の平均値を算出し、これを2値化処理
における比較レベルとすることにより、文字情報は2値
化される。
【0004】ところが、下地レベルが、汚れや、照明む
らなどにより変化する場合、例えば図10に示すよう
に、照明などにより下地レベルが高い輝度になった場
合、画像情報の平均値を比較レベルとした2値化処理で
は、図10においてPで示した画像情報は欠落してしま
うという欠点がある。
【0005】この欠点を補うために提案された手法が平
均値制限法であり、図11に示すように、2値化判定の
ための2値化レベルを可変させることにより、画像情報
の2値化を実現するものである。かかる平均値制限法の
原理を図12を参照しながら簡単に説明する。平均値制
限法では、まず画像情報を、水平及び垂直方向にある拡
がりをもつ一定範囲内(図12に示した図示例では、水
平及び垂直方向に3画素の拡がりをもつ合計9画素)を
設定し、2値化の対象となる着目画素Pの2値化判定レ
ベルを、着目画素P以外の上記一定範囲内の画素の輝度
レベルの平均値とすることにより、2値化を行う手法で
あり、具体的には、着目画素P以外の一定範囲内の画素
の輝度を、a,b,c,d,e,f,g,hとすると、
次式で2値化判定レベルを求め、図11に示すようにそ
の2値化判定レベルを可変にするものである。 2値化判定レベル=(a+b+c+d+e+f+g+
h)/(9−1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、平均値制限
法には次のような欠点がある。すなわち、図13に示す
ように、着目画素Pが画像周辺部に存在する場合、図1
3の図示例のように平均値算出範囲を水平及び垂直方向
に3画素とした場合、図13において(1)、(2)で
示すようなコーナー部では5画素分、(3)、(4)で
示すような周辺部では3画素分に相当する斜線部のデー
タが欠落する。
【0007】この問題を解決するためには、コーナー部
あるいは周辺部では、その平均値算出は、有効画素のみ
で行うこと、例えばコーナー部では、積算データを3で
割り、周辺部では5で割ることにより、着目画素の2値
化判定レベルを算出するか、あるいは2値化対象範囲
を、上下、左右1画素分縮小した範囲にして、画像の2
値化を行わなければならない。したがって、このような
方法をとった場合、着目画素の位置により、平均値算出
のための除算係数を可変にしなければならず、それによ
りハードウェア規模が増大し、また平均値算出範囲を拡
大する場合は、2値化対象範囲が図13において点線で
示すように狭くなるという問題がある。
【0008】本発明は、従来の平均値制限法による画像
2値化処理装置における上記問題点を解消するためにな
されたもので、請求項1記載の発明は、着目画素の位置
によって除算係数を変化させることなく、有効画像領域
内において全ての画素の2値化処理を行えるようにした
画像2値化処理装置を提供することを目的とする。また
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において回
路規模を低減できるようにした画像2値化処理装置を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、請求項1記載の発明は、被写体のAE情報
を抽出するAEデータ抽出手段と、被写体の画像情報を
抽出する被写体データ抽出手段と、該被写体データ抽出
手段から得られる2値化の対象となる1個の着目画素を
中心とし、水平及び垂直方向にそれぞれn画素の拡がり
をもつ正方画素ブロックから、個々の画素データを得る
手段と、前記着目画素を除いた正方画素ブロックの画素
データを演算する手段と、該演算手段により算出された
データと着目画素データとを演算し、着目画素の2値化
データを出力する手段とを備えた画像2値化処理装置に
おいて、画像周辺部の2値化処理において、前記着目画
素を除いた正方画素ブロック内の画素データが前記被写
体データ抽出手段より得られない場合、その得られない
個々の画素データを前記AEデータ抽出手段で得られた
AE情報により補間する手段を設けるものである。
【0010】このように被写体のAE情報を抽出するA
Eデータ抽出手段と、着目画素を除いた正方画素ブロッ
ク内の画素データが得られない場合、AE情報で補間す
る手段を設けることにより、図1において実線で示す画
像有効範囲は、AE情報により点線で示す範囲へ見掛け
上拡大され、図1において(1)〜(4)で示す正方画
素ブロックの斜線部の欠落画素データはAE情報により
補間され、着目画素の位置に拘らず、一定の除算係数
で、画像有効範囲に存在する全ての画素データに対して
2値化処理を行うことができる。
【0011】また、請求項2記載の発明は、前記正方画
素ブロックを水平及び垂直方向に3画素の合計9画素で
構成し、着目画素を除いた正方画素ブロックの画素デー
タを演算する手段を、平均値を算出するように構成し、
着目画素データと着目画素を除いた正方画素ブロックの
演算データとを演算する手段を比較演算回路で構成する
ものである。このように構成することにより、2値化処
理のための各構成部が最適化され、回路規模を低減する
ことが可能となる。
【0012】
【実施例】次に、実施例について説明する。図2は本発
明に係る画像2値化処理装置の第1実施例を示すブロッ
ク構成図である。図2において、1は被写体のAEデー
タを抽出するためのAEデータ抽出用センサ、2は被写
体の画像データを抽出する被写体データ抽出用センサ、
3はAEデータ用センサ1から得られるデータを記憶す
るためのAEデータ用メモリ、4は被写体データ抽出用
センサ2から得られる画像データを記憶するための被写
体データ用メモリ、5は被写体データ用メモリ4から着
目画素データを抽出するための着目画素抽出回路、6は
着目画素以外の画素データを抽出するための着目画素外
データ抽出回路、7は着目画素が有効画像範囲の周辺部
となった場合に生じる欠落画素データをAEデータで補
う欠落画素データ補間回路、8は着目画素以外の2値化
判定のための範囲内における画素データの演算回路であ
り、9は着目画素外データ抽出回路6、欠落画素データ
補間回路7及び着目画素外データ演算回路8の各回路に
おける処理に要する遅延時間と、着目画素抽出回路5の
処理に要する遅延時間の差を補償する遅延量補償回路
で、10は、着目画素データと2値化判定のための範囲
内における着目画素以外の画素データの演算結果から、
着目画素に関する2値化データを出力端子11に出力す
る演算回路であり、これらの各ブロック構成部により画
像2値化処理装置が構成され、各ブロック構成部のデー
タは矢印の方向に伝搬されるようになっている。
【0013】次に、この実施例の動作を図3〜5に基づ
いて説明する。2値化判定のための範囲を図3に示すよ
うに、着目画素Pを中心に、水平及び垂直方向にn画素
の合計n2 個の画素で構成する場合について説明する。
まず、被写体のAEデータは、画像2値化処理前にAE
データ抽出用センサ1により抽出され、AEデータ用メ
モリ3に記憶される。この後、被写体データ抽出用セン
サより得られた画像データが被写体データ用メモリ4に
順次記憶される。
【0014】ここで、着目画素のアドレスを、水平方向
(x)をX、垂直方向(y)をYとした場合、2値化判
定範囲内の各画素の水平及び垂直方向のアドレスは、図
3において上段及び下段に示すようになる。なお、上記
アドレスにおいて、Cは水平及び垂直方向のn画素から
構成される2値化判定範囲の場合は、C=(n−1)/
2となる。そして着目画素データの抽出のための着目画
素抽出回路5では着目画素のアドレスX,Yを算出し、
着目画素以外の画素データのアドレスは、着目画素外ア
ドレス抽出回路6により図3に示すように算出される。
【0015】着目画素外アドレス抽出回路6における着
目画素以外の画素データのアドレス算出において、着目
画素が画像周辺部に位置する場合、2値化判定範囲内の
各画素のアドレス算出時には、垂直方向のみ“0”以下
になる部分(図4においてで示す部分)、水平方向の
み“0”以下になる部分(図4においてで示す部
分)、垂直方向のみ有効範囲をオーバーフローする部分
(図4においてで示す部分)、水平方向のみ有効範囲
をオーバーフローする部分(図4においてで示す部
分)の他に、これらが組み合わされた図4において、
、及びで示す部分が発生する。
【0016】これらの発生状況の検知は、着目画素外デ
ータ抽出回路6におけるアドレス算出時に、コンパレー
タによりアドレスのオーバーフローあるいはアンダーフ
ローとして簡単に検知することができ、図5に示す着目
画素Dyxを中心とする2値化判定範囲内の画素データD
11,D12,・・・・・Dnnのどれが欠落したかを検出で
きる。例えば、図4内の“1”で示した部分に着目画素
が位置する場合は、図5の画素データD11,D12,D
13, ・・・・・D1nから、着目画素Pの直前の画素デー
タD(y-1)1,D(y-1)2,D(y-1)3,・・・・・D(y-1)n
までの各画素データの垂直方向アドレスが“0”以下と
なり、図4内の“2”で示した部分に着目画素が位置す
る場合は、図5の画素データD1(x+1),D1(x+2),・・
・D1n;D2(x+1),D2(x+2),・・・D2nの順に、D
y(x+1),Dy(x+2),・・・Dynまでの各画素データの水
平方向アドレスがオーバーフローし、D(y+1)1,D
(y+1)2,・・・D(y+1)x;D(y+2)1,D(y+2)2,・・・
(y+2)xの順に、Dn1,Dn2,・・・・Dnxまでの各画
素データの垂直方向アドレスがオーバーフローし、D
(y+1)(x+1),D(y+1)(x+2),・・・D(y+1)n;D
(y+2)(x+1),D(y+2)(x+2),・・・D(y+2)nの順に、D
n(x+1),Dn(x+2),・・・Dnnまでの各画素データの水
平及び垂直方向アドレスがオーバーフローする。
【0017】したがって、このオーバーフロー、アンダ
ーフロー情報を用いてAEデータ用メモリ3から補間デ
ータを読み出し、欠落画素データ補間回路7で欠落画素
データの補間処理を行い、着目画素外データ演算回路8
で着目画素を除いた2値化判定範囲内の画素データの演
算を行う。次に、このように着目画素外データ抽出回路
6、欠落画素データ補間回路7及び着目画素外データ演
算回路8で行われる処理にかかる遅延時間と、着目画素
のアドレス算出を行う着目画素抽出回路5における処理
にかかる遅延時間の差を、遅延量補償回路9で補償し、
演算回路10で着目画素データと着目画素外データ演算
回路8で算出されたデータとを演算処理し、着目画素を
2値化するように動作する。
【0018】本実施例によって平均値制限法による2値
化を行う場合において、具体的には画像有効範囲周辺部
に着目画素が位置する場合は、欠落画素データがAEデ
ータにより補間されたデータにより、また2値化判定範
囲が画像有効範囲内に収まるような部分に着目画素が位
置する場合には、被写体データにより、着目画素外デー
タ演算回路8で着目画素を除いた画素データから次式
〔数1〕により積算値Sを求める。
【0019】
【数1】
【0020】そして、演算回路10において、着目画素
データの値Dp を求め、また2値化判定範囲の平均値A
を、A=S/(n2 −1)により算出し、着目画素デー
タDp と2値化判定範囲の平均値Aとの大小比較によ
り、着目画素の2値化を行う。
【0021】以上のように、本実施例の場合、画像有効
範囲内の全ての画素データに対して2値化処理を行うこ
とができ、且つ平均値制限法の場合に必要な除算係数を
着目画素の位置に拘らず、一定にすることができる。ま
た本実施例では、被写体データ用メモリ4のメモリ制御
を、着目画素抽出回路5及び着目画素外データ抽出回路
6でアドレスを発生させて行うようにしたものを示した
が、複数のFIFOメモリを用いて、順次並列にデータ
を読み出すためのクロックにより、データの欠落補間制
御を行うように構成しても、同等の機能を実現できるこ
とは言うまでもない。
【0022】図6は、本発明の第2実施例を示すブロッ
ク構成図であり、図2に示した第1実施例と同一又は同
等の機能をもつブロック構成部には同一の符号を付して
示し、その説明を省略する。この第2実施例が前記第1
実施例と異なる点は、第1実施例における着目画素以外
の2値化判定範囲内の画素データを演算処理する着目画
素外データ演算回路8を、この第2実施例では、着目画
素以外の画素データから平均値を算出する着目画素外デ
ータ平均値算出回路8′として構成している点と、第1
実施例の演算回路10を、注目画素データと着目画素外
データ平均値算出回路8′から出力される平均値とを比
較する比較演算回路10′として構成している点であ
る。
【0023】次に第2実施例の動作について説明する。
この実施例の場合には、2値化判定範囲は図7に示すよ
うに、水平及び垂直方向に3画素の合計9画素となる。
図6におけるAEデータ抽出用センサ1,被写体データ
抽出用センサ2,AEデータ用メモリ3,被写体データ
用メモリ4及び着目画素抽出回路5の各動作は第1実施
例と同様であり、その説明は省略する。着目画素抽出回
路5により着目画素Pのアドレスが算出されると、着目
画素外データ抽出回路6では着目画素のアドレスから周
囲の画素のアドレスを算出する。このアドレス算出の際
の演算は、着目画素アドレスに対する大小比較演算とい
う簡単な処理となる。
【0024】着目画素の水平及び垂直アドレスを、x,
yとして、図8に示した9画素D11・・・・・D33を用
いて欠落画素の状態を説明する。 x=y=1のとき、 D11,D12
13,D21,D31が欠落 x=y=Maxのとき、 D13,D23
31,D32,D33が欠落 x=1,1<y<Maxのとき、 D11,D12,D13
が欠落 1<x<Max,y=1のとき、 D11,D21,D31
が欠落 x=Max,1<y<Maxのとき、 D13,D23,D33
が欠落 1<x<Max,y=Maxのとき、 D31,D32,D33
が欠落 なお、ここでMaxは、画素アドレスの最大値を示してい
る。
【0025】この欠落状態により、欠落画素データ補間
回路7では欠落画素データを補間し、補間された画素デ
ータを着目画素外データ平均値算出回路8′へ転送す
る。この着目画素外データ平均値算出回路8′では、着
目画素以外の周囲の画素データの演算を行う。そしてこ
の実施例における着目画素外データ平均値算出回路8′
では、この演算は平均値を算出するように行われる。本
実施例における2値化判定範囲では、平均値算出のため
の除算係数は“8”となり、この平均値算出回路8′は
デジタル処理においてはビットシフトにより構成でき、
簡単なハードウェア構成で実現できる。次いで、比較演
算回路10′では、着目画素を除いた前記平均値算出回
路8′で算出された平均値データと、着目画素データと
の大小比較演算により、着目画素の2値化を行う。
【0026】このように、第2実施例においては、簡単
なハードウェア構成で、画像有効範囲内の全ての画素デ
ータに対して2値化処理を行うことができる。なお第2
実施例では、被写体データ用メモリ4のメモリ制御を着
目画素のアドレスを用いたアドレス制御で行うようにし
たものを示したが、FIFO方式のようなメモリを2個
用いて、各メモリへ供給するクロック及びリセットパル
スにより画像周辺部における欠落画素の状態を検知し、
同様な結果が得られるようにハードウェアを構成するこ
とができる。
【0027】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
請求項1記載の発明によれば、着目画素の位置に拘らず
一定の除算係数で処理ができるので、平均値算出のため
の除算係数を可変にすることによるハードウェア規模の
増大を伴うことなく2値化処理ができ、且つ画像有効範
囲全てのデータに対して2値化処理を行うことができ
る。また請求項2記載の発明によれば、2値化レベル判
定領域となる正方画素ブロックを9画素とし、2値化レ
ベル判定のための演算を平均値演算とするように構成し
たので、回路規模の縮小化と最適化を図った画像2値化
処理装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる画像2値化処理装置の動作の概
念を説明するための図である。
【図2】本発明の第1実施例を示すブロック構成図であ
る。
【図3】図2に示した第1実施例の動作を説明するため
の説明図である。
【図4】図2に示した第1実施例の動作を説明するため
の説明図である。
【図5】図2に示した第1実施例の動作を説明するため
の説明図である。
【図6】第2実施例を示すブロック構成図である。
【図7】図6に示した第2実施例の動作を説明するため
の説明図である。
【図8】図6に示した第2実施例の動作を説明するため
の説明図である。
【図9】画像の単純2値化処理を説明するための説明図
である。
【図10】単純2値化処理による情報の欠落状態を示す説
明図である。
【図11】単純2値化処理における平均値制限法を説明す
るための説明図である。
【図12】平均値制限法の動作原理を説明するための説明
図である。
【図13】平均値制限法における欠点を説明するための説
明図である。
【符号の説明】
1 AEデータ抽出用センサ 2 被写体データ抽出用センサ 3 AEデータ用メモリ 4 被写体データ用メモリ 5 着目画素抽出回路 6 着目画素外データ抽出回路 7 欠落画素データ補間回路 8 着目画素外データ演算回路 8′着目画素外データ平均値算出回路 9 遅延量補償回路 10 演算回路 10′比較演算回路 11 出力端子
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/40 103 A

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体のAE情報を抽出するAEデータ
    抽出手段と、被写体の画像情報を抽出する被写体データ
    抽出手段と、該被写体データ抽出手段から得られる2値
    化の対象となる1個の着目画素を中心とし、水平及び垂
    直方向にそれぞれn画素の拡がりをもつ正方画素ブロッ
    クから、個々の画素データを得る手段と、前記着目画素
    を除いた正方画素ブロックの画素データを演算する手段
    と、該演算手段により算出されたデータと着目画素デー
    タとを演算し、着目画素の2値化データを出力する手段
    とを備えた画像2値化処理装置において、画像周辺部の
    2値化処理において、前記着目画素を除いた正方画素ブ
    ロック内の画素データが前記被写体データ抽出手段より
    得られない場合、その得られない個々の画素データを前
    記AEデータ抽出手段で得られたAE情報により補間す
    る手段を備えていることを特徴とする画像2値化処理装
    置。
  2. 【請求項2】 前記正方画素ブロックを水平及び垂直方
    向に3画素の合計9画素で構成し、着目画素を除いた正
    方画素ブロックの画素データを演算する手段を、平均値
    を算出するように構成し、着目画素データと着目画素を
    除いた正方画素ブロックの演算データとを演算する手段
    を比較演算回路で構成することを特徴とする請求項1記
    載の画像2値化処理装置。
JP6093867A 1994-04-08 1994-04-08 画像2値化処理装置 Withdrawn JPH07283945A (ja)

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Effective date: 20010703